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某研究性学习小组在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中,设计了如下实验方案:按照右图进行实验,容器A中的反应开始时,活塞C处于打开状态,一段时间后,关闭活塞C,容

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解决时间 2021-04-10 15:33
某研究性学习小组在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中,设计了如下实验方案:
按照右图进行实验,容器A中的反应开始时,活塞C处于打开状态,一段时间后,关闭活塞C,容器A中的反应仍在进行.最终在______容器中观察到白色沉淀(填“A”或“B”)?
[探究思考]实验表明上述实验中出现白色的沉淀会逐渐转变为灰绿色或绿色,那么如何解释出现灰绿色或绿色的现象呢?
(1)甲同学查阅资料后,得到Fe(OH)2如下信息:
资料名称物理性质描述化学性质描述《化学辞典》,顾翼东编,1989年版P637白色无定形粉末或白色至淡绿色六方晶体与空气接触易被氧化,将细粉喷于空气中,则立即燃烧出火花《大学普通化学(下册)》傅鹰著P637白色沉淀此沉淀易被氧化成微绿色Fe3(OH)8《普通化学教程》(下册)P788白色能强烈吸收O2,迅速变成棕色Fe(OH)3.这时作为氧化的中间产物为土绿色,其中含有Fe2+、Fe3+.阅读该资料后,你对上述实验中出现灰绿色或绿色的现象的解释是:______资料中提及的微绿色Fe3(OH)8,用氧化物的形式表示可写成______.
(2)乙同学依据配色原理:白色和棕色不可能调配成绿色或灰绿色的常识,认为绿色可能是形成Fe(OH)2?nH2O所致.用热水浴的方式加热“方法一”中生成的绿色沉淀,观察到沉淀由绿变白的趋势.
加热时,“方法一”中弹簧夹C应处于打开状态,容器A中的反应须处于发生状态.该实验中支持乙同学观点的化学方程式:Fe(OH)2?nH2OFe(OH)2+nH2O.
(3)欢迎你参加该研究小组的讨论,请提出一种在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中,有助于对沉淀由“白”变“绿”的现象进行合理解释的实验设计新思路.______.
最佳答案
解:关闭活塞C,A瓶内铁粉与稀硫酸反应放出的氢气不能排出而使瓶内气体增加,压强逐渐增大,把反应生成的硫酸亚铁溶液压入B瓶内,氢氧化钠与硫酸亚铁发生反应而生成氢氧化亚铁的沉淀;因此,在B瓶内观察到沉淀产生;
(1)由资料信息可知,氢氧化亚铁为白色而氢氧化铁为棕色,二者的混合物呈现出绿色,因此实验中出现灰绿色或绿色的现象应是生成的Fe(OH)2部分被氧化而混入少量的Fe(OH)3的缘故;资料中提及的微绿色Fe3(OH)8,可理解为Fe(OH)2与Fe(OH)3的结合起的一种物质,其中既有+2价铁也有+3价铁,因此改写为氧化物的形式时,8个氢原子应结合成4H2O,所以应写成:FeO?Fe2O3?4H2O;
(3)由于出现的沉淀由白变绿是因为形成了Fe(OH)2与Fe(OH)3的混合沉淀,因此可利用向Fe2+和Fe3+的混合液中直接加入NaOH溶液,反应生成Fe(OH)2与Fe(OH)3的混合沉淀物,观察此时沉淀物的颜色,或直接取Fe(OH)2与Fe(OH)3进行混合,观察混合后颜色的方法,以解释沉淀由“白”变“绿”的现象.
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